ГЕОДЕЗИЯ вторая часть. КЗ№2_Ляпичев Дмитрий Сергеевич_ИДзс-91-20. Контрольное задание Задание 2 Выполнил студент
 Скачать 0.67 Mb.
|
 Контрольное задание Задание 2 Выполнил студент: Группы ИДзс-91-20 Ляпичев Дмитрий Сергеевич Вопросы : 1.Способы измерения длин линий, примеры. 2. Приборы, применяемые для измерения расстояний, их основные характеристики. 3. Как определяется поправка за компарирование? 4. Что такое створ? Способы вешения прямых линий. 5. Техника измерения длин линий лентой, рулеткой. Введение поправок. 6. Принципы работы оптических дальномеров. Схема нитяного дальномера. 7. Вычисление горизонтального проложения линии, измеренной нитяным дальномером. 8. Принципы работы импульсных и фазовых светодальномеров. 9. Технические особенности лазерных рулеток. 10. Классификация светодальномеров по назначению. 11. Назовите цели и методы нивелирования. 12. Изложите сущность методов геометрического нивелирования. 13. Как при геометрическом нивелировании вычисляют превышения, высоту точек, горизонт прибора и отметки точек относительно горизонта нивелира? 14. Назовите комплект приборов для геометрического нивелирования и требования к точности нивелирных реек, их поверки. 15. Для чего используются нивелирные башмаки и костыли, а также колышки при нивелировании? 16. Назовите основные части нивелира и его геометрические оси,укажите, как должны быть сопряжены основные оси нивелира. 17. Как действует компенсатор? 18. Как выполняется поверка главного условия нивелира с уровнем,нивелира с компенсатором? 19. Что называется горизонтом прибора? 20. Вычислите горизонт прибора, если высота точки А НА = 120,843 м, отсчет по рейке, поставленной на точку A, a = 1257 мм. Относительно найденного значения ГП вычислите отметку точки В при отсчете на нее b = 2500 мм. 21. Напишите полную формулу тригонометрического нивелирования и частные случаи этой формулы. 22. Какова сущность тригонометрического нивелирования без определения высоты прибора? 23. Теодолит поставлен над точкой А, дальномерная (нивелирная) рейка – на точке В. Отсчет по нитяному дальномеру D = 120,0 м; угол наклона n = +3° 36'; высота прибора i = 1,35 м, высота визирования l = 1,35 м; отметка точки А НA = 218,24 м. Вычислите отметку точки В. 24. Какова точность отсчета по рейкам при техническом нивелировании? 25. В чем сущность определения превышений способом «вперед»? 26. В чем сущность определения превышений способом «из середины»? 27. Для какой цели производят постраничный контроль при обработке журнала геометрического нивелирования? 28. Каково значение допустимой невязки в ходе технического нивелирования? 29. Как вычисляется невязка в замкнутом и разомкнутом нивелирных ходах? 30. Чему равна сумма исправленных превышений в замкнутом и разомкнутом нивелирных ходах? Ответы: Приборы для измерения линий Линейные измерения на местности могут выполняться непосредственно (с помощью мерных приборов) и косвенно (с помощью дальномеров). В качестве мерных приборов используются следующие. 1.1. Стальные мерные ленты со шпильками
1.2. Стальные рулетки различной длины (от 2 до 100 м) в открытом или закрытом корпусе
1.3. Инварные ленты и проволоки (сплав железа и никеля в соотношении 64:36) 1.4. Дальномеры различной точности
Наиболее простым из дальномеров является нитяной . Более сложные – светодальномеры и лазерные. Самым точным считается лазерный дальномер.
Для транспортировки лента наматывается на металлическое кольцо. Компарирование ленты – это сравнение длины рабочей ленты с длиной эталона. Выполняется на компараторах.
На концах компаратора укрепляются металлические шкалы длиной 150 мм . При компарировании измеряется температура воздуха (tкомп.). 1.5. Подготовка линии местности к измерению Перед измерением линии конечные точки закрепляются. В конце линии ставится веха. При длине линии более 200 м она предварительно провешивается, то есть в створ линии ставятся дополнительные вехи.
1.6 Порядок измерения линии лентой Измерение линии производят два мерщика – передний и задний. У заднего мерщика одна шпилька, а у переднего – 10. Задний мерщик выставляет переднего в створ линии и собирает шпильки. Когда у заднего мерщика набирается 10 шпилек, он передает их переднему и записывает передачу.
В результате длина линии вычисляется по формуле:
где N – количество передач по 10 шпилек; n – количество шпилек у заднего мерщика, не считая шпильки, которая в земле; r – остаток. Линия обязательно измеряется прямо и обратно . При измерении записывается температура воздуха (tизм.). 1.7 Учет поправок при линейных измерениях. Точность измерений В измеренное значение длины линии вводят поправки: ΔDk – поправка за компарирование, ΔDt – поправка за температуру, ΔDv – поправка за наклон линии.
где D – длина измеренной линии, Δl – поправка за компарирование. Если поправка положительная , то есть длина ленты больше 20 м , то поправка прибавляется, если отрицательная – отнимается.
α – линейный коэффициент расширения стали (12*10-6); поправка за температуру вводится если (tизм. – tкомп.) > 8o .
Тогда в общем виде:
При измерении длин линий не только мерной лентой, но и другими мерными приборами (рулетками, инварными проволоками) вводятся те же поправки. Точность измерений линий лентой зависит главным образом от характера местности: при идеальных условиях – 1/3000; при средних условиях – 1/2000; при неблагоприятных условиях – 1/1000. Например: точность 1/2000 означает: на 100 м ± 5 см . 1.8 Определение неприступных расстояний В некоторых случаях, вследствие каких-либо препятствий, измерить линию продольного хода непосредственно лентой невозможно. 1.9 1-й случай: (точка В недоступна для линейных измерений). По теореме синусов Разбиваем на местности ≈ равносторонний треугольник. Измеряем углы: ß1 , ß2 , ß'1 , ß'2 и базисы b1 , b 2 . Тогда неприступное расстояние АВ определяется по теореме синусов :
При заданной точности измерения базисов 1:2000 , предельное расхождение между двумя определениями d не должно превышать 1:1000 . За окончательное значение берется среднее из двух определений. Приборы для измерения расстояний наиболее многочисленны и разнообразны по конструкции. К ним относятся мерные приборы, основанные на принципе откладывания рабочей меры (проволоки, ленты, рулетки, жезлы, нутромеры, метрштоки), оптико-механич. дальномеры визуального типа (оптические и двойного изображения), светодальномеры, радиодальномеры. Поправка за компарирование. • Вычисляют по формулам: • или, • где l – фактическая (рабочая) длина. мерного прибора; • l0 – эталонная длина мерного прибора. (номинальная); • – разница между фактической и. эталонной длиной; n – число отложений мерного прибора. Перед измерением длины линии на её концах устанавливают вехи. Если длина линии превышает 100 м или на каких-то её участках не видны установленные вехи, то в их створе ставят дополнительные вехи (створом двух точек называют проходящую через них вертикальную плоскость). Вешение обычно ведут «на себя». При измерении лента(рулетка) укладывается в створе измеряемой линии и натягивается. Лента откладывается в творе линии несколько раз, при этом начало ленты совмещается с обозначенным концом предыдущего интервала, конец ленты фиксируется: в грунт втыкается специальный металлический штырь0шпилька, на асфальте делается откраска. Оптические дальномеры — обобщенное название группы дальномеров с визуальной наводкой на объект (цель), действие которых основано на использовании законов геометрической (лучевой) оптики.Распространены оптические дальномеры: с постоянным углом и выносной базой (например, нитяной дальномер, которым снабжают многие геодезические инструменты — теодолиты, нивелиры и т. д.); с постоянной внутренней базой — монокулярные (например, фотографический дальномер) и бинокулярные (стереоскопические дальномеры).Оптический дальномер (светодальномер) — прибор для измерения расстояний по времени прохождения оптическим излучением (светом) измеряемого расстояния. Оптический дальномер содержит источник оптического излучения, устройство управления его параметрами, передающую и приёмную системы, фотоприёмное устройство и устройство измерения временных интервалов. Оптический дальномер делятся на импульсные и фазовые в зависимости от методов определения времени прохождения излучением расстояния от объекта и обратно. В дальномерах измеряется не сама длина линии, а некоторая другая величина, относительно которой длина линии является функцией. В геодезии применяют 3 вида дальномеров: оптические (дальномеры геометрического типа), электрооптические (светодальномеры), радиотехнические (радиодальномеры). В импульсном светодальномере источником излучения чаще всего является лазер, излучение которого формируется в виде коротких импульсов. Для измерения медленно меняющихся расстоянии используют одиночные импульсы, при быстро изменяющихся расстояниях применяется импульсный режим излучения. Твердотельные лазеры допускают частоту следования импульсов излучения до 50—100 Гц, полупроводниковые — до 104—105 Гц. Формирование коротких импульсов излучения в твердотельных лазерах осуществляется механическими, электрооптическими или акустооптичекими затворами или их комбинациями. Инжекционные лазеры управляются током инжекции. Расстояние между точками может быть измерено нитяным дальномером по вертикальной рейке с сантиметровыми делениями. Горизонтальное проложение S, выраженное в метрах, вычисляют по формуле: S = K L + C, (9). где К – коэффициент дальномера, равный обычно 100; L – расстояние между дальномерными штрихами сетки нитей, выраженное в см (равно числу сантиметровых делений рейки, между дальномерными штрихами с точность до десятых.). Принцип работы светодальномеров. Принцип базируется на измерении времени т прохождения световым сигналом с постоянной скоростью отрезка линии D (рис. 5.6). Над одной из точек линии установлен светодальномер, над второй - свето- отражатель. Световые сигналы проходят расстояние 2D, поэтому  где v - средняя скорость электромагнитной волны в воздушной среде; т - время прохождения сигнала на расстоянии 2D; v = vqIn; где i>o = 299 792 458 м/с - скорость распространения электромагнитных волн в вакууме; п - показатель преломления воздушной среды, зависящий от ее температуры, плотности и влажности.Лазерная рулетка, или дальномер, среди всего бытового измерительного инструмента отличается наивысшей точностью. Её погрешность не превышает 1−1,5 миллиметра на 30 метров, применяется в любых закрытых местах. Устройство рулетки вид инструмента не отличается разнообразием. Классификация светодальномеров. Современные фазовые светодальномеры можно разделить на три следующие группы: 1. Светодальномеры большой дальности действия, при помощи которых можно измерять расстояния до 15—50 км со средней квадратической ошибкой порядка ±((5—10) мм + + (1^2) мм/км]. Они предназначаются для измерения сторон в государственных геодезических сетях, а также базисов космической триангуляции и триангуляций высших классов. Нивелирование – это одна из разновидностей геодезических исследований. Цель нивелирования в геодезии – определить высоту заданных точек относительно нулевых ориентиров. В процессе нивелирования специалист определяет, насколько точка на поверхности объекта превышает эталонный показатель. Геометрическое нивелирование - метод определения превышений путем визирования горизонтальным лучом. Сущность геометрического нивелирования сводится к определению превышений между точками горизонтальным лучом. Геометрическим нивелированием называют процесс измерения разностей высот точек местности (превышений) и определения их высот с помощью горизонтального луча визирования геодезического прибора. При геометрическом нивелировании превышение h между точками А и В определяют с помощью горизонтального луча визирования Горизонтальный визирный луч создает специальный геодезический прибор -- нивелир, устанавливаемый между точками А и В. На точках А и В местности отвесно устанавливают нивелирные рейки с нанесенными на них делениями (см, мм). Горизонтальный визирный луч отсекает на рейках от их начала (пятки) отрезки а и b, называемые отсчетами. Геометрическое нивелирование выполняется комплектом оборудования, состоящим из нивелира, установленного на штативе, и пары реек. Естественно, основной частью комплекта является нивелир. Конструкция прибора постоянно изменяется и совершенствуется. В настоящее время самыми распространенными являются автоматические оптические нивелиры - приборы, имеющие специальный конструктивный узел, который называется компенсатором. Нивелирные костыли и башмаки – служат для установки на них реек при нивелировании точек, поскольку рейки должны быть установлены на устойчивые предметы – вбитые деревянные колышки, либо переносные костыли или башмаки. Основные части нивелира – это подставка с тремя подъемными винтами, зрительная труба. Труба имеет закрепительный и наводящий винты. _ Для приближенной установки оси вращения нивелира в отвесное положение служит круглый уровень. Компенсатор (лат. compensare — возмещать, уравновешивать) — устройство для возмещения или уравновешивания влияния различных факторов на состояние и работу системы, или машины, или механизма. Компенсатор для трубопровода — устройство, возмещающее изменение длины трубопровода при сохранении герметичности. У нивелиров с компенсатором углов наклона цилиндрического уровня нет, и при выполнении поверки добиваются выполнения следующего условия. Визирная ось зрительной трубы должна быть горизонтальна в пределах работы компенсатора. Поверка выполняется в том же порядке, как и поверка цилиндрического уровня. Горизонт прибора – высота визирного луча над уровенной поверхностью в момент взятия отсчета. Горизонт прибора вычисляется по формуле:, - отметка пикета на данной станции. - Тригонометрическое нивелирование применяется при топогеодезических работах на земной поверхности и маркшейдерских съёмках в горных выработках, наклоны которых свыше 8°. По причине невозможности применения классического (геометрического) нивелирования. Постольку поскольку в геодезии основными измерительными инструментами (приборами) определяющими вертикальный угол являются теодолит и тахеометр. Требующие установки на штатив. Формула тригонометрического нивелирования будет выглядеть сложнее.  {\displaystyle h=S\cdot \sin \alpha +i-v.}{\displaystyle h=d\cdot \tan \alpha +i-v.} Известный способ тригонометрического нивелирования для определения превышений предполагает измерение высоты инструмента i, расстояния S, угла наклона v и высоты визирования υ. – Используемые при техническом нивелировании нивелирные рейки могут иметь погрешности в дециметровых делениях шкал до 0,7 мм, что допускается технической инструкцией. Для превышения, определяемого по различным дециметровым диапазонам, погрешность может составить ∆hд = 1 мм для реек, используемых для технического нивелирования. Сущность геометрического нивелирования состоит в определении превышения одной точки над другой горизонтальным лучом нивелира по отсчетам по рейкам, отвесно устанавливаемых в точках, между которыми определяют превышение. Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед. Сущность геометрического нивелирования состоит в определении превышения одной точки над другой горизонтальным лучом нивелира по отсчетам по рейкам, отвесно устанавливаемых в точках, между которыми определяют превышение. Различают два вида геометрического нивелирования: нивелирование из середины и нивелирование вперед. Целью обработки журнала технического нивелирования является вычисление высот определяемых точек по значениям высот исходных точек и результатам измерения превышений. Контроль полевых вычислений — постраничный контроль. Обработка результатов технического нивелирования начинается с проверки всех полевых вычислений в журнале путем постраничного контроля. Значение допустимой невязки в превышениях по Инструкции равно: fдоп = 50мм L, км.. При значительных углах наклона местности, когда число станций на 1км. хода превышает 25, допустимую невязку подсчитывают по формуле. f Доп = 10мм n. где n - - число станций в ходе. – Сумма исправленных превышений должна быть равна нулю для замкнутого нивелирного хода и равна разности отметок конечного и начального реперов для разомкнутого хода. |
,
